国之重器出版工程可见光通信组网与应用
出版时间:
2020-11
版次:
1
ISBN:
9787115548955
定价:
118.00
装帧:
平装
开本:
小16开
页数:
183页
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可见光通信特别是基于照明LED的可见光通信与网络作为一种新兴的通信手段正在引起越来越多的关注。尤其是在电磁屏蔽、电磁敏感、电磁受限环境下，有其特殊应用优势。可见光通信的组网方式是其实际应用中面临的主要问题之一。本书重点介绍可见光通信的编码、MIMO（基于多灯、空间调制等特点）等关键技术，并结合其与5G、电力线融合的组网等案例进行详细阐述和展望。特别需要说明的是，作者所在的研发团队充分考虑电力线与基于LED可见光通信的天然结合，提出了将照明、供电和信息网络融为一体的新型网络构架，并完成了初步验证。
本书主要面向高校、研究院所和通信行业的研究人员与学生，也可作为教材供研究人员进行培训。 宋健
博士，清华大学教授、博士生导师。主要研究领域为无线通信、地面数字电视传输系统、可见光与电力线通信以及融合网络。相关研究成果曾获国家科技进步奖一等奖1项，省部级奖励6项。合 作出版中英文学术专著多部，发表学术论文近300篇，入选ESI前1%高被引论文，获IEEE****期刊论文奖，2014年起连续入选中国论文高被引学者榜。入选国家“万人计划”，现担任科技部重点领域创新团队负责人和科技部国家重点研发计划项目“新形态多功能室内智慧照明关键技术及系统集成”负责人。
杨P
博士，清华大学副教授、博士生导师。主要研究领域为宽带无线通信、电力线通信和无线光通信。在国内外期刊、会议上发表论文150余篇，其中SCI收录70篇，获得专利授 权50项；合著专著4本；相关研究成果获得国家科技进步奖一等奖、北京市科学技术奖、中国电子学会科学技术奖自然科学二等奖、中国人工智能学会吴文俊人工智能科技进步奖二等奖、中国广播电视设备工业协会科技创新奖特等奖等多项奖励。
张洪明
博士，清华大学副教授、博士生导师。主要从事可见光通信及室内可见光定位技术方面的研究，作为负责人主持国家863计划项目2项、国家自然科学基金项目2项，并作为核心成员参与国家重点研发计划、973计划、863计划以及自然科学基金重点项目等；曾获国 防科学技术进步奖三等奖，中国光学工程学会科技创新奖二等奖，国家电网信通集团科技进步奖一等奖等；获发明专利授 权19项；发表SCI收录的期刊论文40余篇。
王劲涛
博士、清华大学教授、博士生导师。从事无线宽带通信的理论与应用研究工作，目前主要研究方向为未来无线通信与广播关键技术、多介质融合通信技术、机器学习在通信系统中应用等。参与我国地面数字电视广播国家标准及其演进系统和ITU国际标准的研究、制定和产业化推广，发表学术论文150余篇，编写5部学术著作；获得国家科技进步奖一等奖等10余项科技奖励，入选国家“万人计划”。
丁文伯
博士，清华-伯克利深圳学院助理教授、特别研究员、博士生导师。主要研究方向为稀疏信号处理方法及其在通信、医疗、物联网和机器人等领域的应用。在Nature Communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications等国际期刊发表一作、共同一作及通信作者论文20余篇。曾获2015年度IEEE Scott Helt Memorial Award，2019年中国电子学会科学技术奖自然科学二等奖，第47届日内瓦国际发明展金奖，2015年中国光学工程学会科技创新奖二等奖等荣誉。 第1章 可见光通信综述 001
1．1 前言 002
1．2 可见光通信技术 004
1．2．1 可见光通信发展历史 004
1．2．2 基于LED的可见光通信技术 005
1．3 可见光通信系统/网络介绍 010
1．3．1 欧盟地平线2020 IoRL项目 010
1．3．2 室内智慧照明灯联网 016
1．4 未来展望 021
1．4．1 基于激光的可见光通信技术与网络 021
1．4．2 基于IoL的光健康技术与应用 022
参考文献 022
第2章 LDPC编码的上行多址接入技术及方案 027
2．1 非正交多址技术原理及现有方案 028
2．2 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案 031
2．2．1 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案简介 031
2．2．2 码率兼容、码长可扩展的RL-QC-LDPC编码的上行NOMA方案 032
2．2．3 基于LDPC编码和NOMA的随机接入方案 039
2．2．4 基于空间耦合LDPC码的多址接入方案 044
2．3 本章小结 051
参考文献 052
第3章 可见光多光源通信技术 057
3．1 基于LED阵列的可见光通信MIMO系统 058
3．1．1 非成像MIMO系统 059
3．1．2 成像MIMO系统 061
3．2 室内多灯协同通信 062
3．2．1 非成像MIMO系统接收机结构设计 063
3．2．2 CSIUT情况下的系统设计与性能分析 069
3．2．3 CSIT情况下的系统设计 073
3．3 可见光通信MIMO系统的定位功能 074
3．4 密集型可见光通信MIMO系统 075
3．5 本章小结 077
参考文献 078
第4章 索引调制与可见光通信 079
4．1 索引调制 080
4．2 可见光通信 083
4．3 研究热点 084
4．3．1 调制 085
4．3．2 调光 086
4．3．3 预编码 092
4．3．4 信道估计 094
4．4 本章小结 095
参考文献 095
第5章 可见光通信体系结构 097
5．1 总体描述 098
5．1．1 体系结构 098
5．1．2 地址与标识 099
5．1．3 对调光和闪烁避免的支持 099
5．2 PHY要求 102
5．2．1 运行模式 102
5．2．2 一般要求 103
5．2．3 灯光亮度调节 105
5．2．4 闪烁避免 107
5．2．5 PPDU格式 107
5．2．6 PHY 110
5．3 MAC层协议 114
5．3．1 MAC功能描述 114
5．3．2 MAC帧格式 133
5．4 安全 143
5．4．1 认证 143
5．4．2 密钥管理 144
5．5 本章小结 144
参考文献 144
第6章 可见光与电力线通信融合组网 145
6．1 可见光与电力线联合通信 146
6．1．1 可见光信道模型 146
6．1．2 电力线信道模型 151
6．1．3 PLC-VLC联合信道模型 153
6．1．4 可见光噪声模型 154
6．1．5 电力线噪声模型 155
6．2 可见光与电力线通信融合网络架构 155
6．2．1 现有方案及其局限性 156
6．2．2 新型电力线、可见光与无线深度融合通信网络架构 157
6．2．3 兼容传输与定位的可见光与电力线融合通信方法 162
6．3 基于稀疏信号处理的信道估计和噪声消除技术 166
6．3．1 基于稀疏贝叶斯学习的电力线信道估计方法 166
6．3．2 基于稀疏恢复理论的窄带干扰估计 168
6．3．3 基于稀疏恢复理论的冲激噪声估计 173
6．4 本章小结 175
参考文献 176
中英文对照表 179
名词索引 181
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内容简介:
可见光通信特别是基于照明LED的可见光通信与网络作为一种新兴的通信手段正在引起越来越多的关注。尤其是在电磁屏蔽、电磁敏感、电磁受限环境下，有其特殊应用优势。可见光通信的组网方式是其实际应用中面临的主要问题之一。本书重点介绍可见光通信的编码、MIMO（基于多灯、空间调制等特点）等关键技术，并结合其与5G、电力线融合的组网等案例进行详细阐述和展望。特别需要说明的是，作者所在的研发团队充分考虑电力线与基于LED可见光通信的天然结合，提出了将照明、供电和信息网络融为一体的新型网络构架，并完成了初步验证。
本书主要面向高校、研究院所和通信行业的研究人员与学生，也可作为教材供研究人员进行培训。
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作者简介:
宋健
博士，清华大学教授、博士生导师。主要研究领域为无线通信、地面数字电视传输系统、可见光与电力线通信以及融合网络。相关研究成果曾获国家科技进步奖一等奖1项，省部级奖励6项。合 作出版中英文学术专著多部，发表学术论文近300篇，入选ESI前1%高被引论文，获IEEE****期刊论文奖，2014年起连续入选中国论文高被引学者榜。入选国家“万人计划”，现担任科技部重点领域创新团队负责人和科技部国家重点研发计划项目“新形态多功能室内智慧照明关键技术及系统集成”负责人。
杨P
博士，清华大学副教授、博士生导师。主要研究领域为宽带无线通信、电力线通信和无线光通信。在国内外期刊、会议上发表论文150余篇，其中SCI收录70篇，获得专利授 权50项；合著专著4本；相关研究成果获得国家科技进步奖一等奖、北京市科学技术奖、中国电子学会科学技术奖自然科学二等奖、中国人工智能学会吴文俊人工智能科技进步奖二等奖、中国广播电视设备工业协会科技创新奖特等奖等多项奖励。
张洪明
博士，清华大学副教授、博士生导师。主要从事可见光通信及室内可见光定位技术方面的研究，作为负责人主持国家863计划项目2项、国家自然科学基金项目2项，并作为核心成员参与国家重点研发计划、973计划、863计划以及自然科学基金重点项目等；曾获国 防科学技术进步奖三等奖，中国光学工程学会科技创新奖二等奖，国家电网信通集团科技进步奖一等奖等；获发明专利授 权19项；发表SCI收录的期刊论文40余篇。
王劲涛
博士、清华大学教授、博士生导师。从事无线宽带通信的理论与应用研究工作，目前主要研究方向为未来无线通信与广播关键技术、多介质融合通信技术、机器学习在通信系统中应用等。参与我国地面数字电视广播国家标准及其演进系统和ITU国际标准的研究、制定和产业化推广，发表学术论文150余篇，编写5部学术著作；获得国家科技进步奖一等奖等10余项科技奖励，入选国家“万人计划”。
丁文伯
博士，清华-伯克利深圳学院助理教授、特别研究员、博士生导师。主要研究方向为稀疏信号处理方法及其在通信、医疗、物联网和机器人等领域的应用。在Nature Communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications等国际期刊发表一作、共同一作及通信作者论文20余篇。曾获2015年度IEEE Scott Helt Memorial Award，2019年中国电子学会科学技术奖自然科学二等奖，第47届日内瓦国际发明展金奖，2015年中国光学工程学会科技创新奖二等奖等荣誉。
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目录:
第1章 可见光通信综述 001
1．1 前言 002
1．2 可见光通信技术 004
1．2．1 可见光通信发展历史 004
1．2．2 基于LED的可见光通信技术 005
1．3 可见光通信系统/网络介绍 010
1．3．1 欧盟地平线2020 IoRL项目 010
1．3．2 室内智慧照明灯联网 016
1．4 未来展望 021
1．4．1 基于激光的可见光通信技术与网络 021
1．4．2 基于IoL的光健康技术与应用 022
参考文献 022
第2章 LDPC编码的上行多址接入技术及方案 027
2．1 非正交多址技术原理及现有方案 028
2．2 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案 031
2．2．1 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案简介 031
2．2．2 码率兼容、码长可扩展的RL-QC-LDPC编码的上行NOMA方案 032
2．2．3 基于LDPC编码和NOMA的随机接入方案 039
2．2．4 基于空间耦合LDPC码的多址接入方案 044
2．3 本章小结 051
参考文献 052
第3章 可见光多光源通信技术 057
3．1 基于LED阵列的可见光通信MIMO系统 058
3．1．1 非成像MIMO系统 059
3．1．2 成像MIMO系统 061
3．2 室内多灯协同通信 062
3．2．1 非成像MIMO系统接收机结构设计 063
3．2．2 CSIUT情况下的系统设计与性能分析 069
3．2．3 CSIT情况下的系统设计 073
3．3 可见光通信MIMO系统的定位功能 074
3．4 密集型可见光通信MIMO系统 075
3．5 本章小结 077
参考文献 078
第4章 索引调制与可见光通信 079
4．1 索引调制 080
4．2 可见光通信 083
4．3 研究热点 084
4．3．1 调制 085
4．3．2 调光 086
4．3．3 预编码 092
4．3．4 信道估计 094
4．4 本章小结 095
参考文献 095
第5章 可见光通信体系结构 097
5．1 总体描述 098
5．1．1 体系结构 098
5．1．2 地址与标识 099
5．1．3 对调光和闪烁避免的支持 099
5．2 PHY要求 102
5．2．1 运行模式 102
5．2．2 一般要求 103
5．2．3 灯光亮度调节 105
5．2．4 闪烁避免 107
5．2．5 PPDU格式 107
5．2．6 PHY 110
5．3 MAC层协议 114
5．3．1 MAC功能描述 114
5．3．2 MAC帧格式 133
5．4 安全 143
5．4．1 认证 143
5．4．2 密钥管理 144
5．5 本章小结 144
参考文献 144
第6章 可见光与电力线通信融合组网 145
6．1 可见光与电力线联合通信 146
6．1．1 可见光信道模型 146
6．1．2 电力线信道模型 151
6．1．3 PLC-VLC联合信道模型 153
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6．2．2 新型电力线、可见光与无线深度融合通信网络架构 157
6．2．3 兼容传输与定位的可见光与电力线融合通信方法 162
6．3 基于稀疏信号处理的信道估计和噪声消除技术 166
6．3．1 基于稀疏贝叶斯学习的电力线信道估计方法 166
6．3．2 基于稀疏恢复理论的窄带干扰估计 168
6．3．3 基于稀疏恢复理论的冲激噪声估计 173
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中英文对照表 179
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